降压型开关式稳压电源
常见几种开关电源工作原理及电路图
常见几种开关电源工作原理及电路图图二开关电源基本电路框图开关式稳压电源的基本电路框图如图二所示。
交流电压经整流电路及滤波电路整流滤波后，变成含有一定脉动成份的直流电压，该电压进人高频变换器被转换成所需电压值的方波，最后再将这个方波电压经整流滤波变为所需要的直流电压。
控制电路为一脉冲宽度调制器，它主要由取样器、比较器、振荡器、脉宽调制及基准电压等电路构成。
这部分电路目前已集成化，制成了各种开关电源用集成电路。
控制电路用来调整高频开关元件的开关时间比例，以达到稳定输出电压的目的。
２．单端反激式开关电源单端反激式开关电源的典型电路如图三所示。
电路中所谓的单端是指高频变换器的磁芯仅工作在磁滞回线的一侧。
所谓的反激，是指当开关管VT1 导通时，高频变压器Ｔ初级绕组的感应电压为上正下负，整流二极管VD1处于截止状态，在初级绕组中储存能量。
当开关管VT1截止时，变压器Ｔ初级绕组中存储的能量，通过次级绕组及VD1 整流和电容Ｃ滤波后向负载输出。
单端反激式开关电源是一种成本最低的电源电路，输出功率为20－100Ｗ，可以同时输出不同的电压，且有较好的电压调整率。
唯一的缺点是输出的纹波电压较大，外特性差，适用于相对固定的负载。
单端反激式开关电源使用的开关管VT1 承受的最大反向电压是电路工作电压值的两倍，工作频率在20－200kHz之间。
３．单端正激式开关电源单端正激式开关电源的典型电路如图四所示。
这种电路在形式上与单端反激式电路相似，但工作情形不同。
当开关管VT1导通时，VD2也导通，这时电网向负载传送能量，滤波电感Ｌ储存能量；当开关管VT1截止时，电感Ｌ通过续流二极管VD3 继续向负载释放能量。
在电路中还设有钳位线圈与二极管VD2，它可以将开关管VT1的最高电压限制在两倍电源电压之间。
为满足磁芯复位条件，即磁通建立和复位时间应相等，所以电路中脉冲的占空比不能大于５０％。
由于这种电路在开关管VT1导通时，通过变压器向负载传送能量，所以输出功率范围大，可输出50－200 Ｗ的功率。
开关电源稳压控制器
R2=R1(
VOUT － 1) VREF
VREF=1.23V 为了使电路稳定/选 R1 阻值为 1K，误差精度为 1%。 CIN —470μF 50V COUT —220μF 35V （Nichicon PL 系列铝电解电容） R1 —1KΩ，1%。 D1 —5A 40V IN5825（肖特基整流二极管） L1 —68μH CFF —参照应用说明 注 1：反馈线要远离电感，电路中的粗线一定要短，最好用地线屏蔽 注 2：R2 应尽量靠近反馈脚
特点
※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ 3.3V、5V、12V 固定输出版和输出可调版 负载电流达到 3A 输入电压达到 40V 外围只需四个元件 电压调整率和电流调整率非常小 内置固定频率为 150kHz 的振荡器 TTL 电平关断功能 待机电流仅为 75μA 转换效率高 内置过热保护电路和限流保护电路
AE2596 (LM2596)技术说明书
管脚图
5-Lead TO-220 (T) 5-Lead TO-263 (S)
1,3,5 2,4
5 4 3 2 1
5 4 3 2 1
管脚设置
序号 管脚符号 说明 1 VIN 直流输入 2 Output 直流输出 3 GND 电源地 4 Feedback 反馈端 使能端 5
应用领域 ※ 高效降压型调节器 ※ 在线式开关调节器 ※ 负电压转换器 典型应用图(固定电压输出模式)
Feedback
DC12V
+Vin
Cin 680uF
1
AE2596
5.0
4
Output
L1 33uH D1 IN5824
5.0V
2 3
GND
5
ON/OFF
开关电源拓扑结构概述(降压,升压,反激、正激)
开关电源拓扑结构概述(降压,升压,反激、正激)主回路—开关电源中，功率电流流经的通路。
主回路一般包含了开关电源中的开关器件、储能器件、脉冲变压器、滤波器、输出整流器、等所有功率器件，以及供电输入端和负载端。
开关电源（直流变换器）的类型很多，在研究开发或者维修电源系统时，全面了解开关电源主回路的各种基本类型，以及工作原理，具有极其重要的意义。
开关电源主回路可以分为隔离式与非隔离式两大类型。
1. 非隔离式电路的类型：非隔离——输入端与输出端电气相通，没有隔离。
1.1. 串联式结构串联——在主回路中开关器件（下图中所示的开关三极管T）与输入端、输出端、电感器L、负载RL四者成串联连接的关系。
开关管T交替工作于通/断两种状态，当开关管T导通时，输入端电源通过开关管T及电感器L对负载供电，并同时对电感器L充电，当开关管T关断时，电感器L中的反向电动势使续流二极管D自动导通，电感器L中储存的能量通过续流二极管D形成的回路，对负载R继续供电，从而保证了负载端获得连续的电流。
串联式结构，只能获得低于输入电压的输出电压，因此为降压式变换。
例如buck拓扑型开关电源就是属于串联式的开关电源上图是在图1-1-a电路的基础上，增加了一个整流二极管和一个LC滤波电路。
其中L 是储能滤波电感，它的作用是在控制开关K接通期间Ton限制大电流通过，防止输入电压Ui直接加到负载R上，对负载R进行电压冲击，同时对流过电感的电流iL转化成磁能进行能量存储，然后在控制开关T关断期间Toff把磁能转化成电流iL继续向负载R提供能量输出；C是储能滤波电容，它的作用是在控制开关K接通期间Ton把流过储能电感L的部分电流转化成电荷进行存储，然后在控制开关K关断期间Toff把电荷转化成电流继续向负载R提供能量输出；D是整流二极管，主要功能是续流作用，故称它为续流二极管，其作用是在控制开关关断期间Toff，给储能滤波电感L释放能量提供电流通路。
在控制开关关断期间Toff，储能电感L将产生反电动势，流过储能电感L的电流iL由反电动势eL的正极流出，通过负载R，再经过续流二极管D的正极，然后从续流二极管D的负极流出，最后回到反电动势eL的负极。
LDO和BUCK降压稳压器的区别及应用注意事项
LDO 和BUCK 降压稳压器的区别及应用注意事项
在采用MCU/DSP/FPGA 设计的控制系统中，低压输入级（一般在12V 以下），输出5V/3.3V/1.8V/1.5V/1.2V 的电路中，常用的电源芯片是BUCK（降压型）开关稳压器和LDO（低压差）线性稳压器。
这两款电源芯片在应用中，有着各自的优缺点，在电路设计时，需要根据实际有选择地使用。
一、LDO 和BUCK 降压稳压器对比
1、当输入电压为高电压时（一般是》5V 的时候），并且输入输出压差很大时，需要选用BUCK 开关稳压器，这种情况下，采用开关电源芯片，效率高，发热量小；若采用线性稳压器，则输入输出的压差过大，这部分功率都被消耗了，造成效率低、发热量巨大，需要额外增加大的散热片。
当输入电压在5V 以下时，优先考虑LDO 线性稳压器，这类芯片的特点是低成本，若在不考虑成本及高要求的情况下，也可使用开关稳压器芯片。
2、当板级输出电源的输出电流》1A 时，宜用BUCK 开关稳压器，这类芯片型号非常多，这里就不一一列举了；当输出的电源在1A 以下，最好选
择LDO 芯片，使用开关稳压器就有些浪费资源了，呵呵。
TL494开关电源设计--BUCK电路
VIN-VSTA IOC
-VF
t
(tON)min (tOFF)max
临界连续状态
L0 ~
VIN T 8I
续流管阴极电位VK 、 电感电流IL、负载电流IO VIN-VSTA VO -VF (tON)min (tOFF)max IO<IOC
t
I (10% ~ 20%) I O max
电流断续状态DCM
t
电流连续状态CCM
续流管阴极电位VK 、 电感电流IL、负载电流IO 2IOC
CO=(3~5)(ΔI) T/(2ΔVP-P)
产生纹波的两个因素：1.输出电容容 量有限；2.开关过程产生的过冲，这
VIN-VSTA IOC
-VF
t
(tON)min (tOFF)max
临界连续状态
部分较难滤除。
续流管阴极电位VK 、 电感电流IL、负载电流IO VIN-VSTA VO -VF (tON)min (tOFF)max IO<IOC
5. 较典型的设计验证方法和负载实验。
三、BUCK型DC－DC变换器（CCM工作模式）
1. 导通状态 U I UO UL I ON t1 t1 L L 2. 截止状态 UO UL I OFF t2 t2 L L 3. 输入输出关系
I ON I OFF
U O DU I
100u/25V
C6
220u/25V
T2 TIP127 (100V/5A/Darl-L) 104 R2 C3 1K
10 9
3K R6
FR307 D4 103 C5 570 R13
C7
104 C9 5K1 R17
R16 3K6
5
6
开关电源的9种分类方式
开关电源的9种分类方式
（1）按技术、开关管的连接方式、电源技术划分，开关电源可分为串联型开关电源和并联型开关电源。
串联型开关电源的开关管是串联在输入电压和输出负载之间，属于降压式稳压电路；而并联型开关电源的开关管是在输入电压和输出负载之间并联的，类似于冗余电源一类的属于升压式稳压电路。
（2）按激励方式，开关电源可分为自激式和他激式。
在自激式开关电源中，由开关管和变压器技术'>高频变压器构成正反馈环路，来完成自激振荡，类似于间歇振荡器；而他激式开关电源必须附加一个振荡器，振荡器产生的开关脉冲加在开关管上，控制开关管的导通和截止，使开关电路工作并有直流电压输出。
（3）按调制方式，像服务器电源的开关电源可分为脉宽调制（PWM）方式和脉频调制（PFM）方式。
PWM是通过改变开关脉冲宽度来控制输出电压稳定的方式，而PFM是当输出电压变化时，通过取样比较，将误差值放大后去控制开关脉冲周期（即频率），使输出电压稳定。
（4）按输出直流值的大小，开关电源可分为升压式开关电源和降压式开关电源，也可分为高压开关技术'>高压开关电源和低压开关电源。
（5）按输出波形，开关电源可分为矩形波和正弦波电路。
（6）按输出性能，开关电源可分为恒压恒频和变压变频电路。
（7）按开关管的个数及连接方式又可将开关电源分为单端式、推挽式、半桥式
和全桥式等。
单端式仅用一只开关管，推挽式和半桥式采用两只开关管，全桥式则采用四只开关管。
（8）开关电源按能量传递方式又可分为正激式和反激式。
（9）按软开关方式分，开关电源有电流谐振型、电压谐振型、E类与准E类谐振型和部分谐振型等。
LM2576-5开关电源
基于LM2576-5的BUCK电路一．概述传统78xx系列三端稳压管为线性稳压器件，工作效率低（仅为30%～50%），发热量大，最大只能提供的1A的电流。
LM2576系列开关稳压集成电路是线性三端稳压器件的替代品，由于它以PWM形式工作，所以具有更可靠的工作性能、较高的工作效率（70%～90%）和较强的输出电流驱动能力。
二．原理1．LM2576简介LM2576系列是美国国家半导体公司生产的3A电流输出降压开关型集成稳压电路，它内含固定频率振荡器（52kHz）和基准稳压器（1.23V），并具有完善的保护电路，包括电流限制及热关断电路等,利用该器件只需极少的外围器件便可构成高效稳压电路。
LM2576系列包括LM2576（最高输入电压40V）及LM2576HV（最高输入电压60V）二个系列。
各系列产品均提供有3.3V（-3.3）、5V（-5.0）、12V（-12）、15V（-15）及可调（-ADJ）等多个电压档次产品。
此外，该芯片还提供了工作状态的外部控制引脚。
各管脚定义：1脚为输入，2脚为输出，3脚为公共地，4脚为反馈，5脚为使能。
LM2576系列开关稳压集成电路的主要特性如下：●最大输出电流：3A；●最高输入电压：LM2576为40V，LM2576HV为60V；●输出电压：3.3V、5V、12V、15V和ADJ（可调）等可选；●振东频率：52kHz；●转换效率：75%～88%（不同电压输出时的效率不同）；●控制方式：PWM；●工作温度范围：-40℃～+125℃●工作模式：低功耗/正常两种模式可外部控制；●工作模式控制：TTL电平兼容；●所需外部元件：仅四个（不可调）或六个（可调）；●器件保护：热关断及电流限制；●封装形式：TO-220或TO-263。
2．LM2576开关电源工作原理LM2576工作原理为基本的BUCK开关电路，如下图：LM2576内部原理图和典型工作电路，如下图：三．实际应用1．电路图T2-NS4-1T1-NS4-15V T2-NS4-2T1-NS4-2C400.1uT10U4LM2576-5Vin 1Vf4Vout 2ON/OFF 5GND3T11L1150u/3AC360.1uD37MUR460D39MUR460T22+C371000u/16V +C68470u/25V+C34470u/25VR641k/1W+C35470u/25V+C381000u/16V D41MUR4602．工作原理二极管D37，D39和电解电容C34，C35，C68为前级变压器输出整流电路，T22处的电压即是LM2576-5的直流输入电压。
LM2596全中文资料
LM2596全中文资料随着电子技术的发展，各种电子设备越来越多，而其中一个重要的电源管理模块就是开关电源。
在电子设备中，开关电源起着将交流电转换为直流电的作用，提供稳定可靠的电力供应。
而LM2596是一种常见的开关稳压模块，它被广泛应用于各种电子设备中，提供高效、稳定的电源管理解决方案。
LM2596是一款具有高效率、低功耗和稳定性的降压型开关稳压模块。
它能够将输入电压转换为相对稳定的输出电压，通常被用于降低电源电压供应至微控制器、电路板、传感器等部件。
同时，LM2596还具备短路保护、过热保护等功能，以确保电子设备的安全运行。
LM2596采用了开关型调制控制技术，能够在不同负载情况下自动调整开关频率和占空比，以保持输出电压稳定。
它的输入电压范围广，可以适应不同的电源输入，包括交流电和直流电。
而输出电压可通过外部电阻分压调整，从而满足不同电子设备的需求。
除了稳压功能，LM2596还具备过流保护功能。
当电流超过设定值时，它会自动切断输出，避免因电流过大而损坏电子设备。
同时，LM2596还配备了过热保护功能，当温度超过一定范围时，它会自动降低工作频率或停止工作，以防止过热引起故障。
LM2596作为一种常见的开关稳压模块，其技术参数和应用案例都有详尽的中文资料可供参考。
对于初学者而言，这些资料不仅提供了LM2596的基本工作原理和使用方法，还介绍了它在各种电子设备中的具体应用场景和性能要求。
其中，电路图、元器件清单和详细的步骤说明，使得初学者能够更好地理解和使用LM2596。
此外，还有一些中文论坛和社区提供了关于LM2596的技术讨论和使用心得的帖子。
这些帖子通常包含了实际应用中遇到的问题和解决方案，对于学习和掌握LM2596的使用具有很大帮助。
在这些中文论坛中，你可以与其他电子爱好者交流经验，共同探讨LM2596的使用技巧。
综上所述，LM2596作为一种常见的开关稳压模块，提供了高效、稳定的电源管理解决方案。